Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Labornetzteil und DC-Bürstenmotor --> Netzteil kaputt


von Hanz D. (hbxccd93)


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Liebe Forumsmitglieder,
das ist heute mein erster Beitrag und gleich einer, bei der ich mein 
laienhaftes E-Technik-Wissen preisgeben muss:

Ich habe ein (billiges) China-Labornetzteil (0-30V 0-10A, 300W, 
Schaltnetzteil) und wollte damit einen relativ großen DC-Bürstenmotor 
mit Getriebe betreiben (100W S1 Dauerbetrieb 6A, 140W S2 Betrieb 8,4A, 
24V Betriebsspannung, 3000U/min mit Untersetzung 4,3:1) an dem aber nur 
eine sehr geringe Last hängen wird. Als ich den Motor mit geringer 
Spannung startete und die Spannung langsam erhöhte lief auch zunächst 
alles prima. Nun habe ich jedoch beim Einschalten mit höherer Spannung 
(Strombegrenzung war bei ca. 4-5 A aktiv) den Fall, dass das Netzteil 
(vermutlich durch höheren Anlaufstrom) kurz in den CC Modus schaltete, 
dann in den CV Modus und immer so hin und her. Nach kurzer Zeit stoppte 
das Netzteil die Stromausgabe und gibt seither keinen Strom mehr aus. 
Sobald ich Spannung ausgeben will wechslen die ANzeigen für Spannung und 
Strom auf 0. Ich hatte eine Freilaufdiode zwischen Plus- und Minuspol am 
Netzteil eingebaut und dachte mich hierdurch absichern zu können

Nun frage ich mich folgendes:
1. Ich vermute das schnelle hin- und herschalten hat das Netzteil 
zerstört oder kann dies an etwas anderem liegen? Darf soetwas in meinem 
Fall passieren?

2. Was kann ich beim nächsten Mal besser machen? Anderes Netzteil 
(inwiefern anders)? Zusätzliche Diode am Pluspol in Durchlassrichtung 
zum Motor? Immer langsames hichschalten der Spannung? Gibt es hierfür 
ein Bauteil, welches eine Anfahrrampe durchführen kann?

3. Mir ist klar, dass ein Anlaufstrom deutlich über dem Betriebsstrom 
liegen kann, jedoch dachte ich, mit der Umschaltung auf CC und der 
Freilaufdiode für die Abschaltung bin ich safe? Wo habe ich den 
Denkfehler?

Bitte entschuldigt meine Laienhaftigkeit und helft gebt mir Nachhilfe :) 
Wegen E-Technik hätte ich damals fast die Uni verlassen o.o

Viele Grüße

Hans

von Falk B. (falk)


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Hanz D. schrieb:
> Liebe Forumsmitglieder,
> das ist heute mein erster Beitrag und gleich einer, bei der ich mein
> laienhaftes E-Technik-Wissen preisgeben muss:

Ist das ein neuer Trend? Sich im Voraus schon für Nichtwissen 
entschuldigen?

> alles prima. Nun habe ich jedoch beim Einschalten mit höherer Spannung
> (Strombegrenzung war bei ca. 4-5 A aktiv) den Fall, dass das Netzteil
> (vermutlich durch höheren Anlaufstrom) kurz in den CC Modus schaltete,
> dann in den CV Modus und immer so hin und her.

Was heißt immer hin und her? Eigentlich sollte es nur kurz in den CC 
Modus schalten und nach wenigen Sekunden wieder auf CV.

> Sobald ich Spannung ausgeben will wechslen die ANzeigen für Spannung und
> Strom auf 0.

Scheint kaputt zu sein.

> Ich hatte eine Freilaufdiode zwischen Plus- und Minuspol am
> Netzteil eingebaut und dachte mich hierdurch absichern zu können

Schonmal gut

> 1. Ich vermute das schnelle hin- und herschalten hat das Netzteil
> zerstört

Möglich. Es ist vermutlich nicht so gut intern abgesichert.

> oder kann dies an etwas anderem liegen?

Es könnten Überspannungspulse vom Motor sein, denn so ein Bürstenmotor 
macht schon ganz ordentlich Dreck.

> Darf soetwas in meinem
> Fall passieren?

Eigentlich nicht.

> 2. Was kann ich beim nächsten Mal besser machen? Anderes Netzteil
> (inwiefern anders)?

Bessere Qualität. Ein gescheits Labornetzteil, auch als Schaltnetzteil, 
muss beliebig und beliebig oft zwischen CC und CV schalten können, ohne 
kaputt zu gehen. Selbst harte Kurzschlüsse bei voller Spannung sollte es 
aushalten.

> Zusätzliche Diode am Pluspol in Durchlassrichtung.

Nein. Wenn dann eher eine Suppressordiode mit knapp gewählter Spannung 
und parallel ein Keramikkondensator von vielleicht 100nF. Damit kappt 
man Überspannungspulse.

> zum Motor? Immer langsames hichschalten der Spannung? Gibt es hierfür
> ein Bauteil, welches eine Anfahrrampe durchführen kann?

Ein PWM-Steller.

> 3. Mir ist klar, dass ein Anlaufstrom deutlich über dem Betriebsstrom
> liegen kann, jedoch dachte ich, mit der Umschaltung auf CC und der
> Freilaufdiode für die Abschaltung bin ich safe?

Safe bist du nicht, aber es ist sicher ;-) Wenn das Netzteil was taugt.

> Wo habe ich den
> Denkfehler?

Erstmal keinen.

> Bitte entschuldigt meine Laienhaftigkeit und helft gebt mir Nachhilfe :)
> Wegen E-Technik hätte ich damals fast die Uni verlassen o.o

Und jetzt bist du Gärtner?

von Armin X. (werweiswas)


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Viele Längsreglernetzteile sterben wenn sie Rückspannung über die 
Ausgangsklemmen bekommen. Insbesondere wenn diese größer ist als die 
eingestellte Ausgangsspannung.
Ob das bei deinem Schaltregler auch zutrifft kann ich nicht sagen.
Dein Bürstenmotor wäre jedenfalls in der Lage kurzzeitig in ein Netzteil 
zurückzuspeisen.

MfG

von Hanz D. (hbxccd93)


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Vielen Dank für die schnellen und guten Antworten :)

Armin X. schrieb:
> Viele Längsreglernetzteile sterben wenn sie Rückspannung über die
> Ausgangsklemmen bekommen. Insbesondere wenn diese größer ist als die
> eingestellte Ausgangsspannung.
> Ob das bei deinem Schaltregler auch zutrifft kann ich nicht sagen.
> Dein Bürstenmotor wäre jedenfalls in der Lage kurzzeitig in ein Netzteil
> zurückzuspeisen.

Sollte meine Freilaufdiode nicht eben diese Spannungen am Netztiel 
verhindern?

Falk B. schrieb:
> Was heißt immer hin und her? Eigentlich sollte es nur kurz in den CC
> Modus schalten und nach wenigen Sekunden wieder auf CV.

Es war tatsächlich so, dass zwischen den Modi hin- und hergeschaltet 
wurde. Der Motor drehte hoch und runter so im Takt von 0.8 - 1 s. Hatte 
ich auch etwas anders erwartet und war darüber erstaunt.

Falk B. schrieb:
> Bessere Qualität. Ein gescheits Labornetzteil, auch als Schaltnetzteil,
> muss beliebig und beliebig oft zwischen CC und CV schalten können, ohne
> kaputt zu gehen. Selbst harte Kurzschlüsse bei voller Spannung sollte es
> aushalten.

Danke! werde ich machen und deinen Gedanken mit dem Kondensator mit 
aufnehmen. Ich vermute die Kondensatorgröße sollte auf die Dauer der 
möglichen Überspannung abgestimmt sein oder? WIe schätzt du die ab? Beim 
PWM-Modul hätte ich die Angst, dass ich noch viel mehr mit dem Problem 
hoher Anlaufströme und Überspannungen beim (kurzzeitigen) Abschalten zu 
kämpfen haben werde.

Falk B. schrieb:
>> Wo habe ich den
>> Denkfehler?
>
> Erstmal keinen.
>
>> Bitte entschuldigt meine Laienhaftigkeit und helft gebt mir Nachhilfe :)
>> Wegen E-Technik hätte ich damals fast die Uni verlassen o.o
>
> Und jetzt bist du Gärtner?

Zum Ingenieur hats trotzdem Gereicht... Aber mit deutlich anderen 
Schwerpunkten^^ So ein Gemüsegarten wäre aber eigentlich auch was 
feines..

von Timo N. (tnn85)


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Ja und nun?

Deine erste Aufgabe sollte nun sein, das Netzteil zu reparieren. Denn 
nur dadurch kannst den Grund herausfinden und mehr Verständnis aufbauen.
Sonst hast du beim nächsten Netzteil eventuell das gleiche Problem (weil 
du uns z.b. Sachen unbewusst verschwiegen hast, die zum Defekt geführt 
haben).

Aufmachen, Bilder machen und hier reinstellen.
Bei mir im China-Netzteil ist z.b. am Ausgang (hinter der Frontblende) 
eine Diode verbaut, die schon die Aufgabe für den Freilauf übernehmen 
sollte/könnte.
Die hab ich bei einer Verpolung (Bleiakkuladen) leider geschrottet. Dann 
war der Ausgang auch tot. Eventuell reicht das bei dir auch?

Also. Aufschrauben. Suchen (mit den Augen und der Nase) nach 
Verschmortem.

von Marc X. (marc_x)


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Hanz D. schrieb:
> Sollte meine Freilaufdiode nicht eben diese Spannungen am Netztiel
> verhindern?

Ja, aber die Variante mit der Freilaufdiode hat auch einen großen 
Nachteil, sie ist verdammt langsam, was das abbauen der Energie am 
Schalttransistor betrifft, sie wird nur gerne verwendet weil sie billig 
ist. Schneller wäre es einen Transistor zu verwenden, der es schafft 
diese Energie von selbst aufzunehmen, entsprechende Transistoren 
(mehrere Hundert Volt Sperrfähigkeit) sind aber deutlich teurer, als die 
Variante mit Transistor und Freilaufdiode. Die günstigen regelbaren 
Netzteile sind häufig nicht ausreichend gegen starkinduktive Lasten 
geschützt.

Eine Verbesserung zur Freilaufdiode ist das Nutzen einer zusätzlichen 
entgegengesetzten Z-Diode bzw. TVS-Diode, ist zwar etwas langsamer als 
die Variante mit HV-Transistor, aber deutlich günstiger und um ein 
vielfaches schneller als eine Freilaufdiode alleine. Die Variante mit 
TVS-Diode und Kondensator funktioniert natürlich auch, jede Variante hat 
aber seine Vor- und Nachteile.

Hier ein kurzes Beispiel, es geht zwar um einen Flyback Converter, das 
Grundprinzip ist aber das gleiche:
https://diotec.com/de/news/tgl200u08-combined-tvs-and-ultrafast-diode-save-space-in-flyback-converters.html

von Armin X. (werweiswas)


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Hanz D. schrieb:
> Sollte meine Freilaufdiode nicht eben diese Spannungen am Netztiel
> verhindern?

Das ja.
Diese verhindert bei den Längsreglern jedoch nicht, dass die 
Ausgangsspannung am Fühlereingang kurzzeitig oberhalb der Reglerspannung 
ist.
Dazu musste bei diesen Reglern eine Diode über den eigentlichen Regler 
gelegt werden.

von Falk B. (falk)


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Marc X. schrieb:
>> Sollte meine Freilaufdiode nicht eben diese Spannungen am Netztiel
>> verhindern?
>
> Ja, aber

NEIN! Ein Freilaufdiode verhindert NICHT eine Überspannung durch einen 
rückspeisenden Motor, denn die Polarität der Rückspeisung ist gleich der 
Betriebsspannung. Und für diese liegt die Freilaufdiode in Sperrichtung! 
Die Freilaufdiode verhindert nur eine Überspannung in umgekehrter 
Polarität, wenn ein Relais oder eine Motorspule geschaltet wird. Beim 
Motor macht das der Kommutator. Praktisch sollte der mittels 
Kondensatoren und zwei kleiner Längsdrosslen entstört sein.

von Tany (Gast)


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Hanz D. schrieb:
> (0-30V 0-10A, 300W, Schaltnetzteil)

Es ist ein Schaltsnetzteil. Ohne Schaltplan könnt ihr über Topologie, 
deren Steuerung und verwendeten Bauteilen raten solange wie ihr wollt. 
Es bringt NICHTS!

von Motorenfütterer (Gast)


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Nunja, denkfehler scheint keiner gemacht worden zu sein.

Das Geld fürs billige China Netzteil ist nun als lehrgeld abzubuchen, 
die nützliche "strafe" ist nun desse "obduktion" aka Fehlersuche um zu 
verstehen was wirklich geschah + ggfs. Reparatur(versuch). Mehr kaputt 
kann es nicht werden...

Ich hoffe dass die Freilaufdiode passend zum Motor dimensioniert wurde 
(Diodentyp?), denn ev. Hat sie beim ersten/zweiten Spike ihre Funktion 
aufgegeben und war danach unwirksam mit den nun vorhandenen Schaden am 
NT.

Es ist jetzt die Gelegenheit etwas praktisches Wissen zu 
Entstörschaltungen an DC-Motoren aufzupolieren + ergänzen, Grundlagen 
sind ja vom Studium gegeben.
Dann ist zumindest die Lernbilanz und der Stolz darauf positiv :) nur 
Mut!

von Uwe S. (bullshit-bingo)


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Falk B. schrieb:
> Ist das ein neuer Trend? Sich im Voraus schon für Nichtwissen
> entschuldigen?

Mit durch und durch netten Selbstdarstellern wie dir hat dieser Trend 
sicher nichts zu tun.
Kollektives Fertigmachen wird hier auch im Keim erstickt, das kann es 
auch nicht sein.
Bliebe noch Kumpanei und gegenseitige Hilfestellung unter Blendern und 
Hochstaplern, gegen die keine Wahrheit ankommt. Das wäre aber auch zu 
abwegig, nun ja, schlussendlich liegt es wohl einfach wieder am 
dahergelaufenen TO selbst. Dieser weiß noch gar nicht, wie toll hier 
alles ist. Er soll ruhig nach Lust und Laune schreiben, das Forum ist da 
seit Jeher total fehlertolerant.

Das Heckenschützen-Bewertungssystem zur allgemeinen Stimmungsmache nicht 
zu vergessen...

von Christian M. (likeme)


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China Kracher.... leider ist das so das diese Geräte zu 20% nicht das 
Gelbe vom Ei sind. In solchen Grenzbelastungssituationen trennt sich das 
Streu vom Weizen. Natürlich sollte man ein Labornetzteil nie kaputt 
machen können, dafür ist es konzeptioniert. Rückspannung gibt e beim 
Brushless wegen dem Regler nicht, sondern nur beim normalen 
Bürstenmotor. Hast halt einfach Pech gehabt, mein China Glumb läuft 
größtenteils zuverlässig, manches kannste nach dem Auspacken gleich weg 
werfen ;-)

von Stefan F. (Gast)


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Christian M. schrieb:
> In solchen Grenzbelastungssituationen trennt sich das
> Streu vom Weizen

Es heißt "die Spreu". Das Streu habe ich im Katzenklo.

Christian M. schrieb:
> manches kannste nach dem Auspacken gleich weg werfen

Ja ist wohl so. Deswegen hatte ich 10€ drauf gelegt um mein Netzteil bei 
Reichelt zu kaufen, und direkt nach dem Auspacken erstmal ordentlich 
durch zu checken. Wenn es dabei kaputt gegangen wäre oder erhebliche 
Mängel gezeigt hätte, hätte ich es zurück geben können.

Ich hatte Glück, war zufrieden, und habe gleich noch eins (auf Vorrat) 
bestellt.

von Manuel H. (manu77)


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Snubber.

von Starthilfe (Gast)


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Hanz D. schrieb:
> Nachhilfe

Zusätzlich brauchst du mehr Reserve für den Anlaufstrom.

von Olaf (Gast)


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> die nützliche "strafe" ist nun desse "obduktion" aka Fehlersuche um zu
> verstehen was wirklich geschah + ggfs. Reparatur(versuch). Mehr kaputt
> kann es nicht werden...

Ich wuerde mal raten als das Netzteil von CV in den CC Betrieb 
uebergegangen ist, ist seine Ausgangsspannung gesunken, damit ist der 
sich noch drehende Motor in den Generatorbetrieb ueber gegangen und hat 
angefangen Energie in das Netzteil zurueckzuspeisen. Und bei der groesse 
des Motors war das wohl zuviel.

Olaf

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